Supercondensador Vibrobot: 20 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Per a aquest projecte, aprofitarem els supercondensadors per alimentar un vibrobot. En altres paraules, farem servir condensadors de 15F per alimentar motors vibratoris per fabricar robots que es desplacin a través de vibracions. El model bàsic té un interruptor d’encesa / apagat i un port de càrrega per permetre la càrrega entre usos. La versió més avançada també inclou una petita cèl·lula solar per deixar-la carregar pel sol quan no s’utilitza. Per obtenir més informació sobre els condensadors, consulteu la classe d’electrònica. I si teniu robots al cervell, també tinc una classe de robots.

Pas 1: materials

Per al projecte d'aquesta lliçó necessitareu:

(x1) supercondensador 15F (x1) resistència de 100 ohms (x1) Motor de vibració (x1) Tauler de circuits (x1) interruptor SPDT a través del forat (x1) JST-XHP conjunt de connectors femella i femella de 2 pins (x1) potència de 2 fils adaptador (x1) Alimentació de tensió ajustable Opcional: (x1) 4V Solar Panel (x1) 1N4001 díode

(Tingueu en compte que alguns dels enllaços d’aquesta pàgina són enllaços d’afiliació. Això no canvia el cost de l’article. Reinverteixo els beneficis que rebi per fer nous projectes. Si voleu suggeriments per a proveïdors alternatius, permeteu-me saber.)

Pas 2: el circuit

El circuit de vibrobot és força senzill. Hi ha la potència de càrrega que té una connexió d’alimentació i terra. La terra es connecta al condensador i al motor. L’entrada d’alimentació passa a un commutador SPDT mitjançant una resistència de limitació de corrent de 100 ohms. El commutador SPFT commuta la connexió positiva del condensador entre el carregador i el motor. D'aquesta manera, permet que el condensador es carregui pel port d'entrada o alimenti el motor.

Pas 3: connecteu el condensador

Comencem la placa de circuit soldant el supercondensador al seu lloc. Fixeu-vos que el condensador té una placa metàl·lica a la part inferior connectada al pin d'alimentació. Heu de tenir especial cura de no tallar la potència accidentalment fent que la part inferior del condensador toqui les files de bus de la placa de circuit que puguin estar connectades a terra. Per evitar-ho fàcilment, he instal·lat el meu condensador en un angle de 45 graus a cavall del centre de la placa. Aquesta disposició garanteix que probablement no es produeixi un curt entre el corrent elèctric i el sòl.

Pas 4: instal·leu el sòcol

El següent que cal instal·lar és el sòcol femella per a l’endoll. Col·loqueu-lo al mateix costat de la placa que el cable de terra del condensador. Col·loqueu-lo en algun lloc del mig, amb el sagnat de la pestanya del endoll cap a fora, fora del tauler. Tingueu en compte que hi ha alguna cosa encallada sota el tauler a la imatge de soldadura. Es tracta de mantenir el component al seu lloc mentre el soldo.

Pas 5: canvieu

Instal·leu l’interruptor d’encès / apagat al costat de la placa enfront de la presa del carregador.

Pas 6: cables

Tireu aproximadament una polzada d’aïllament de l’extrem del cable de nucli sòlid. Connecteu el cable no aïllat a un dels terminals del motor vibrant. Repetiu aquest procés per a l’altre terminal.

Pas 7: connecteu el cable al motor

Col·loqueu el motor centrat a la vora del tauler de manera que el seu contrapès quedi penjat a la vora. Introduïu cada cable del motor a través d’una de les preses dels seus respectius costats de la placa de circuit i soldeu-los al lloc.

Pas 8: Més cablejat

Connecteu cables de terra negres entre la presa femella de 2 pins, el pin de terra del condensador i un dels pins del motor. És fonamental que la connexió entre el pin de terra del sòcol i el supercondensador sigui correcta. Si l’invertís i carregueu el condensador cap enrere, poden passar coses molt dolentes. Així que … comproveu-ho de nou i assegureu-vos que ho feu correctament. Quan s’endinsa l’endoll, s’ha de connectar el pin de terra al pin amb el marcatge negatiu al condensador. Un cop estigueu absolutament segur de tenir correctes les connexions de terra, soldeu un cable vermell entre el pin central de l’interruptor i el pin positiu del condensador. També soldeu un cable vermell entre un dels passadors externs de l’interruptor i el motor. Finalment, soldeu un cable al voltant del cos del motor. Això no hauria d’estar connectat elèctricament a res. Només manté el motor al seu lloc.

Pas 9: resistència de càrrega

Soldeu una resistència de 100 ohm entre el pin de tensió de la presa de corrent i el pin no utilitzat de l’interruptor. Aquesta resistència s’utilitza per carregar. Si no utilitzéssim la resistència, el supercondensador intentarà treure tota la intensitat que pugui del carregador. Aquesta sobtada pujada serà essencialment com un cable curt i, possiblement, el danyarà o, si té circuits de protecció, no feu res. La resistència que estem utilitzant es va calcular mitjançant la llei d'Ohm. Per estar segur, he augmentat lleugerament el valor, ja que les resistències no són perfectes i no pot fer mal tenir-ne una mica més. Tot això dit, el supercondensador en particular que s’utilitza aquí té una resistència interna relativament alta. Això vol dir que no treu energia d’una càrrega tan ràpida com un supercondensador normal. De fet, es necessita un temps excepcionalment llarg per carregar-se (aproximadament una hora en comparació amb 10 segons). És possible que la resistència que estem utilitzant no sigui necessària i que en realitat pugui alentir una mica els temps de càrrega. Tot i això, he inclòs la resistència per si algú decideix utilitzar un supercondensador diferent. Potser us pregunteu per què he escollit utilitzar-lo si es carrega tan lentament. Bé, té una potència de 15 F i és una fracció de la mida dels supercondensadors normals. Bàsicament, aquest petit tap té 3 vegades més potència que un supercondensador de 5 vegades la mida. Pot trigar una estona a carregar-se, però pot funcionar durant un temps relativament llarg.

Pas 10: tallar els cables

Talla quatre cables de nucli sòlid de 4 per utilitzar-los com a potes del robot.

Pas 11: fixeu les cames

Soldeu els dos extrems de cada cable a les cantonades de la placa de circuit per crear quatre bucles de cable. No s’han de connectar elèctricament a cap component real de la placa de circuit.

Pas 12: donar forma a les cames

Forma els quatre cables en potes segons creguis convenient. Vaig donar a cadascun dels peus de bucle, però potser hi ha un altre disseny que podria funcionar millor. No dubteu a experimentar amb la forma i l’estètica. No hi ha una resposta correcta.

Pas 13: determineu la polaritat

Utilitzarem un convertidor de CA a CC "berruga de paret" per carregar el vibrobot. Per fer-ho, primer hem de determinar la polaritat de l’endoll connectat a la berruga de la paret per determinar quin extrem és positiu i quin està a terra. Connecteu l'adaptador de 2 fils a la presa de la part final del cable. Utilitzeu la configuració de tensió del multímetre per mesurar la tensió que surt de l'adaptador. Si veieu un voltatge positiu, el cable connectat a la sonda vermella és positiu i el cable connectat a la sonda negre està a terra. Marqueu aquests cables per diferenciar-los si encara no estan marcats.

Pas 14: Connector

Soldeu els endolls metàl·lics del connector femella de 2 pins a l’extrem de cada fil de l’adaptador de corrent de 2 fils. Anoteu la pestanya d'alineació del endoll. Si la pestanya d'alineació està orientada cap a vosaltres i el connector apunta cap amunt, la terra hauria d'estar a l'esquerra i l'alimentació a la dreta. Comprimiu les llengüetes metàl·liques de l’extrem de cada passador i, a continuació, introduïu-les a la presa correcta de l’endoll prement-les fermament. Si no esteu segurs, podeu endollar l’adaptador de corrent i mesurar-lo amb el multímetre bé.

Pas 15: carregueu-lo

Per carregar-lo, assegureu-vos que l’interruptor estigui en la posició de càrrega (és a dir, el motor no estigui en marxa) i connecteu la berruga a la presa. Podeu deixar-lo endollat al carregador el temps que vulgueu. El condensador deixarà de consumir energia un cop carregat i estarà bé. Els condensadors no són com les bateries la vida útil dels quals es redueix si les deixeu carregant massa temps sense circuits de protecció.

Pas 16: Solar

Si voleu treure el robot de la xarxa, podeu afegir un petit panell solar per carregar el condensador quan el motor no s’utilitza. Aquesta addició és opcional.

Pas 17: Ampliar el circuit

Per fer que aquest circuit funcioni amb energia solar, hem d’afegir dos components addicionals, un panell solar i un díode. Com que el nostre condensador té una capacitat de 5,6 V, l’ús d’un panell solar de 4 V hauria de ser segur per carregar-lo. També haurem d’afegir un díode al circuit entre el cable positiu del panell solar i el condensador. Encara no us preocupeu massa pel que són els díodes. En una futura lliçó es parlarà molt més endavant. Per ara, només heu de saber que tot el que fa el díode és evitar que l’electricitat del condensador flueixi cap enrere a través del panell solar quan no hi hagi llum solar.

Pas 18: afegir un díode

Simplement connecteu l'extrem del díode amb la franja al passador de l'interruptor on està connectada la resistència de 100 ohms. Connecteu l'altre pin de díode a qualsevol coixinet de soldadura que no s'hagi utilitzat a la placa.

Pas 19: Cablatge del panell solar

Connecteu un cable de nucli sòlid vermell al terminal positiu del panell solar i un negre al negatiu. La raó per la qual substituïm el cable existent per cables de nucli sòlid és que aquests nous cables més rígids mantindran el panell solar en posició vertical superfície del tauler.

Pas 20: connecteu el panell solar

Connecteu el cable vermell del panell solar al pin no utilitzat del díode. Connecteu el cable negre del panell solar a qualsevol de les altres connexions de terra de la placa. Ara el vostre robot funciona amb energia renovable. Ara és hora d’engegar-lo i deixar-lo anar.

Us ha semblat útil, divertit o entretingut? Segueix @madeineuphoria per veure els meus darrers projectes.